Генератор электрический

Электрический генератор — аппарат, преобразующий механическую энергию в электрическую¹⁾. Электрические генераторы могут производить как постоянный, так и переменный ток.

Электрический генератор предназначен для выработки электрической энергии и, вследствие этого, для обеспечения питанием потребителей электросети и зарядки аккумуляторов (под потребителями электрической энергии подразумеваются все электрические приборы, бытовая техника и производственное оборудование).

Автомобильный генератор

Элементы электрического генератора:

• Корпус — две стянутые болтами крышки, между которыми размещено большинство конструктивных элементов генератора.
• Ротор — вращающаяся часть генератора, представляет собой систему проводников, пересекающих магнитное поле.
• Статор — неподвижная часть генератора, представляет собой систему магнитов или чаще всего электромагнитов, создающих магнитное поле.

Фазы

Часто обмотка электромагнитов статора состоит из трех частей, называемых обмотками фаз или просто фазами, в которых напряжение и токи смещены относительно друг друга на треть периода, т.е. на 120°. Фазы могут соединяться в «звезду» или «треугольник».

«Звезда» — одни концы обмоток соединяются в одной точке, называемой нулевой или нейтральной. Соединение звездой позволяет добиться плавности хода, но не дает развить полную паспортную мощность.

«Треугольник» — соединение концов обмоток таким образом, что начало одной из них соединяется с концом другой. Соединение треугольником позволяет достичь мощности в полтора раза выше, чем при соединении в звезду, но требует большой величины пусковых токов.

Соединение звездой и соединение треугольником:

• Регулятор напряжения (реле регулятора) — устройство, которое стабилизирует напряжения генератора при изменении частоты вращения ротора и нагрузки.
• Щеточный узел — пластмассовая конструкция, в которой размещаются скользящие контакты (щетки).
• Выпрямительный узел — устройство, которое преобразует индуктируемый переменный ток в постоянный, передающийся через щетки во внешнюю цепь.²⁾

В зависимости от вида источника энергии, необходимого для получения электричества, все генераторы электроэнергии разделяются на дизельные, бензиновые, газовые и ветровые. В свою очередь, все они могут вырабатывать или постоянный электрический ток, или переменный. Генераторы могут иметь бытовое и промышленное назначение. В последнем случае они будут отличаться большей мощностью и, соответственно, габаритами.³⁾ Также существуют гидрогенераторы, приводимые во вращение от гидротурбины. Они предназначены для выработки электроэнергии на гидроэлектростанции.

Электрический бензиновый генератор Благодаря своей невысокой стоимости и простой эксплуатации получил наиболее широкое распространение. Его конструкция включает в себя бензиновый двигатель и генератор электрического тока, соединенные между собой. Недостатком такого генератора является небольшой суточный ресурс работы – до 12-ти часов, поэтому он не подходит для постоянного электроснабжения.
Дизельный электрический генератор В сравнении с бензиновым, имеет немного больший ресурс работы, да и расход топлива у него намного ниже. Он мощнее и способен снабдить электроэнергией даже большой дом.
Газовый бытовой электрогенератор Хорошая альтернатива дизельному генератору. Он способен работать как от сжатого газа в баллонах, так и от газопровода. Газовый электрогенератор имеет моторесурс, как минимум, на 30% превышающий ресурс дизельного и бензинового генераторов вместе взятых. Да и срок их эксплуатации намного дольше – это связано непосредственно с используемым топливом.
Ветроэлектрогенератор Это вообще источник экологически чистой и практически бесплатной электроэнергии. Однако здесь есть одно «но» – современные ветрогенераторы имеют большие размеры и высокую стоимость.4)

В качестве промышленных электрогенераторов обычно используются дизельные установки, однако там, где нет нужды в сверхвысокой мощности, применение находят и промышленные бензиновые генераторы.
Помимо двигателя и генератора, промышленные дизель-генераторы имеют в составе аккумуляторные батареи, необходимые для работы электростартера и автоматики. Мощный глушитель и компенсатор деформаций устанавливаются на выхлопную трубу. Система управления может иметь 1-4 степень автоматизации. Иногда в единую цифровую цепь автоматики входит целая цепочка генераторных установок. Современные промышленные дизель-генераторы выпускаются в стационарном и мобильном исполнении.⁵⁾
Генератор постоянного тока отличается от генератора переменного тока наличием выпрямительного узла.

Генератор переменного тока использует в работе магнитное поле вращения (электромагнитную индукцию). То есть, он оснащен ротором, за счет вращательных движений которого в магнитном поле происходит выработка электроэнергии. Такой генератор имеет некоторое преимущество, и заключается оно в том, что движущий элемент устройства (ротор) совершает вращающиеся движения намного быстрее, чем в генераторе постоянного тока.⁶⁾ Обычно в генераторах применяется не прямолинейное, а вращательное движение проводника. Поэтому для подведения тока к ротору или отведения его из обмотки ротора во внешнюю цепь используются не провода, которые будут перекручиваться и рваться, а скользящие контакты. Ротор снабжается контактными кольцами, которые присоединены к концам его обмотки и вращаются вместе с ним. Отведение электрического тока с контактных колец во внешнюю цепь (к потребителям электросети) осуществляется упругими контактными пластинами, прилегающими к кольцам (щетками) ⁷⁾. В маломощных генераторах магнитное поле создается вращающимся постоянным магнитом. В таком случае кольца и щетки вообще не нужны.

На следующем видео представлена простейшая конструкция, которая демонстрирует принцип действия генератора переменного тока.

Генераторы используют на электростанциях для преобразования получаемой энергии в электрическую, а также в качестве источников непрерывного электропитания, питания пиковой нагрузки и резервных источников питания.

Генераторы широко применяются там, где необходима непрерывная подача электрического тока, нестабильно или отсутствует централизованное электроснабжение: на отдаленных производственных и нефтедобывающих предприятиях, транспорте, местах проведения строительных работ, объектах городской инфраструктуры (жилые и административные здания, школы, детские сады, банки, торговые комплексы, больницы и т.д.), фермерских хозяйствах, а также дачах и в частных домах.

Электростанция

Транспорт

• Производить внешний осмотр генератора на предмет обнаружения неисправностей, дефектов и физического износа — с периодичностью в зависимости от условий работы
• Чистить генератор от пыли и масла
• Замерять изоляцию обмоток и соединительных проводов
• Смазывать подшипниковые узлы

• Во многих источниках можно встретить такие синонимы электрического генератора, как электростанция и генераторная установка.
• Следует четко понимать отличие генератора от электрического двигателя (и в том, и в другом есть статор, ротор, обмотка). Генератор преобразует механическую энергию в электрическую, а двигатель - наоборот.